1
Department of Mechatronics Le Thanh Hai
CHƯƠNG 2: ĐỘNG CƠ ĐIỆN
2
Department of Mechatronics Le Thanh Hai
Khái niệm chung về động cơ điện
• Động cơ điện là máy điện
dùng để chuyển đổi năng
lượng điện sang năng
lượng cơ.
• Máy điện dùng để chuyển
đổi ngược lại (từ cơ sang
điện) được gọi là máy
phát điện hay dynamo.
• Các động cơ điện
thường gặp dùng trong
gia đình như quạt điện,
tủ lạnh, máy giặt, máy
bơm nước, máy hút bụi
3
Department of Mechatronics Le Thanh Hai
Ứng dụng
• Ngày nay động cơ điện được dùng trong hấu hết mọi lĩnh vực,
từ các động cơ nhỏ dùng trong lò vi sóng để chuyển động đĩa
quay, hay trong các máy đọc đĩa (máy chơi CD hay DVD), đến
các đồ nghề như máy khoan, hay các máy gia dụng như máy
giặt, sự hoạt động của thang máy hay các hệ thống thông gió
cũng dựa vào động cơ điện.
• Ở nhiều nước động cơ điện được dùng trong các phương tiện
vận chuyển, đặt biệt trong các đầu máy xe lửa.
• Trong công nghệ máy tính: Động cơ điện được sử dụng trong

trong một từ trường. Lực này theo mô tả của định luật lực
Lorentz và vuông góc với cuộn dây và cả với từ trường.
• Phần lớn động cơ từ đều xoay nhưng cũng có động cơ tuyến
tính. Trong động cơ xoay, phần chuyển động được gọi là
rotor, và phần đứng yên gọi là stator.
7
Department of Mechatronics Le Thanh Hai
Phân loại động cơ điện
8
Department of Mechatronics Le Thanh Hai
Đặc tính cơ của động cơ điện
• Đặc tính cơ của động cơ điện là quan hệ giữa tốc độ
quay và moment của động cơ:  = f(M).
• Đặc tính cơ của động cơ điện chia ra đặc tính cơ tự
nhiên và đặc tính cơ nhân tạo. Dạng đặc tính cơ của mỗi
loại động cơ khác nhau thì khác nhau và sẽ được phân
tích trong phần sau.
• Đặc tính cơ tự nhiên: là đặc tính có được khi động cơ
nối theo sơ đồ bình thường, không sử dụng thêm các
thiết bị phụ trợ khác và các thông số nguồn cũng như
của động cơ la định mức. Như vậy mỗi động cơ chỉ co
một đặc tính cơ tự nhien.
• Đặc tính cơ nhân tạo (đặc tính cơ điều chỉnh): là đặc tính
cơ nhận được sự thay đổi một trong các thông số nào
đó của nguồn, của động cơ hoặc nối thêm thiết bị phụ
trợ vào mạch, hoặc sử dụng các sơ đồ đặc biệt. Mỗi
động cơ có thể có nhiều đặc tính cơ nhân tạo.
9
Department of Mechatronics Le Thanh Hai
Đặc tính cơ của động cơ điện

• Các cơ cấu sản xuất của mỗi loại máy có các yêu
cầu công nghệ với đặc điểm riêng. Máy sản xuất lại
có rất nhiều loại, nhiều kiểu với kết cấu rất khác
biệt.
• Động cơ điện cũng vậy, có nhiều loại, nhiều kiểu với
các tính năng, đặc điểm riêng.
12
Department of Mechatronics Le Thanh Hai
Đặc tính cơ của động cơ điện
• Với các động cơ điện một chiều và xoay chiều thì chế độ làm
việc tối ưu thường là chế độ định mức của động cơ. Để một hệ
thống TĐĐ làm việc tốt, có hiệu quả thì giữa động cơ điện và
cơ cấu sản xuất thì phải đảm bảo có một sự phù hợp tương
ứng.
• Việc lựa chọn hệ TĐĐ và chọn động cơ điện đáp ứng đúng các
yêu cầu của cơ cấu sản xuất có ý nghĩa lớn không chỉ về mặt
kỹ thuật mà cả về mặt kinh tế.
• Do vậy, khi thiết kế hệ thống TĐĐ, người ta thường chọn hệ
truyền động cũng như phương pháp điều chỉnh tốc độ sao
cho đường đặc tính cơ của động cơ càng gần với đường đặc
tính cơ của cơ cấu sản xuất càng tốt.
• Nếu đảm bảo được điều kiện này, thì động cơ sẽ đáp ứng tốt
đòi hỏi của cơ cấu sản xuất khi moment cản thay đổi và tổn
thất trong quá trình điều chỉnh là nhỏ nhất.
13
Department of Mechatronics Le Thanh Hai
Lực tác dụng lên cuộn dây:
với: F: lực tác dụng lên cuộn dây (N)
I: dòng chạy qua cuộn dây (A)
B: cường độ từ trường (G)

: điện áp nguồn cấp vào phần
ứng
CEMF: điện áp tạo ra bởi động cơ
I
A
: dòng điện phần ứng
R
A
: trở kháng phần ứng
với: EMF: điện áp tạo ra
K
E
: hằng số dựa vào cấu tạo động
cơ

: từ thông
S: tốc độ động cơ (rpm)
Động cơ DC
16
Department of Mechatronics Le Thanh Hai
Thí dụ: Một động cơ 12 Vdc có điện trở phần ứng là 10

và sức điện động tạo ra
là 0.3V/100rpm. Xác định dòng phần ứng thực tế khi động cơ làm việc ở vận tốc 0
rpm và ở vận tốc 1000 rpm.
Giải: ta có
• S = 0 rpm
• S = 1000 rpm
Lưu ý: khi động cơ làm việc, dòng điện trên phần ứng giảm đi
Động cơ DC

dây pha là 220V thì động cơ phải mắc theo dạng hình sao.
Khi điện áp mỗi cuộn dây pha là 380V thì động cơ phải mắc
theo dạng hình tam giác.
21
Department of Mechatronics Le Thanh Hai
Cấu tạo
• Khi 3 cuộn dây phần
ứng kết hợp thành một
lồng trụ như hình sau
với các thanh dẫn bằng
nhôm thì rotor được gọi
là rotor lồng sóc.
22
Department of Mechatronics Le Thanh Hai
Cấu tạo
• Khi 3 cuộn dây phần ứng bằng dây đồng được nối hình
sao và 3 đầu dây được đưa ra qua hệ vòng trượt - chổi
than để nối với điện trở mạch ngoài thì rotor được gọi là
rotor dây quấn.
23
Department of Mechatronics Le Thanh Hai
Nguyên lý hoạt động
• Khi từ trường quay (giả sử theo chiều KĐH) của
phần cảm (stator) quét qua các dây dẫn phần ứng
(rotor) thì trong các cuộn dây (hay thanh dẫn) phần
ứng xuất hiện suất điện động cảm ứng.
• Nếu mạch phần ứng nối kín thì có dòng điện cảm
ứng sinh ra (chiều xác định theo quy tắt bàn tay
phải). Từ trường quay lại tác dụng vào chính dòng
cảm ứng này một lực từ có chiều xác định theo quy

với p: số cặp cực (mạch có 2 cực, p = 1)
Nguyên lý hoạt động
60
(1 )
i
f
ns
p

25
Department of Mechatronics Le Thanh Hai
Mở máy (khởi động)
động cơ điện KĐB
• Khi đóng điện trực tiếp vào động cơ KĐB để mở
máy thì do lúc đầu rotor chưa quay, độ trượt lớn
(s=1) nên sức điện động cảm ứng và dòng điện cảm
ứng lớn.
• Dòng điện này có trị số đặc biệt lớn ở các động cơ
công suất trung bình và lớn, tạo ra nhiệt đốt nóng
động cơ và gây xung lực có hại cho động cơ.